事實(shí)上，為保證這些光纜的抗拉力強(qiáng)度，我們會(huì)優(yōu)選一些特殊的高強(qiáng)度鋁包鋼。另外，OPGW光纜主要的就是通訊功能，任何情況下，保證光纜的光纖余長(zhǎng)，確保光纜具有優(yōu)異的應(yīng)力應(yīng)變特性，待會(huì)我也對(duì)實(shí)驗(yàn)方面的幾個(gè)要求來(lái)作一些對(duì)比。我們通常會(huì)把特高壓光纜的耐雷性能作為關(guān)鍵點(diǎn)來(lái)考慮。
通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)對(duì)比，包括一些理論分析，我們認(rèn)為，OPGW外成單絲的耐瞬間高溫的能力，直接決定光纜的耐雷性能。這就要求我們要做一些不同的設(shè)計(jì)。我們通過(guò)一些實(shí)驗(yàn)對(duì)比我們發(fā)現(xiàn)，OPGW光纜的拉力性能和使用的材料的直徑成正比，和材料的導(dǎo)電率成反比。
我們發(fā)現(xiàn)，光纜的直徑、外層單絲的材料和直徑，是決定OPGW耐雷性的三個(gè)關(guān)鍵因素。那么，通過(guò)這些分析，為了提高OPGW耐雷性能，我們必須采取一些不同的措施，首先采用全鋁包鋼的結(jié)構(gòu)，另外就是要提高外層單絲的直徑和更大的光纜直徑。我也有一些文章里提出，可以使用熔點(diǎn)更高的銅包鋼這樣一個(gè)材料，來(lái)提高OPGW光纜的耐雷性能。
接下來(lái)，我們?cè)賮?lái)看看特高壓OPGW光纜的結(jié)構(gòu)組成。我剛才說(shuō)到了，針對(duì)截面耐雷性能這樣一些要求，我們來(lái)設(shè)計(jì)一下它的結(jié)構(gòu)。我們認(rèn)為，除了等徑絞合以外，可能必須采用內(nèi)小外大的非等徑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，同時(shí)增強(qiáng)光纜的防雷、防震、防覆冰等等這些性能。
另外，特高壓OPGW的傳輸距離往往是比較長(zhǎng)的，對(duì)光纖的選擇也有不同的要求。我們?nèi)绻紤]通信速率，會(huì)選擇652B或652D，如果考慮波分復(fù)用，選擇652C或652D，而且根據(jù)傳輸距離比較長(zhǎng)，站距比較大這樣一個(gè)特殊要求，我們可以使用一些低損耗的光纖。
這里我也舉了個(gè)例子。這里對(duì)一般段的OPGW設(shè)計(jì)的和一大段的OPGW設(shè)計(jì)做了一個(gè)結(jié)構(gòu)說(shuō)明。從這張圖里，我們可以看出，這個(gè)外層單絲達(dá)到了3.75mm和4.1mm，這樣完全可以保證我們這個(gè)OPGW200庫(kù)侖不斷股的要求。這是一大段的OPGW結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了三層的層絞式的結(jié)構(gòu)。我們把特高壓OPGW這些技術(shù)性能、結(jié)構(gòu)參數(shù)做了一個(gè)總結(jié)，首先我們從強(qiáng)度、余長(zhǎng)、防止OPGW扭轉(zhuǎn)的這些方面考量，我們應(yīng)該采用層絞式的OPGW，而不是中心管式的OPGW。
從耐雷性能來(lái)分析，我們應(yīng)該采用全鋁包裝的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這個(gè)是比較安全的。同時(shí)，外層單絲要選用20%或14%這樣一個(gè)低導(dǎo)率的金屬。另外，我們要盡量就增大外層單絲直徑，設(shè)計(jì)成內(nèi)小外大的這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，我們應(yīng)該盡量采用相同材料，就是用同一種導(dǎo)電率的鋁包鋼制成OPGW，讓OPGW的全截面的彈性系數(shù)保持一致，這樣就可以減少震動(dòng)和舞動(dòng)對(duì)OPGW的損害。
接下來(lái)，我們?cè)賹?duì)比一下國(guó)外和國(guó)內(nèi)針對(duì)OPGW的設(shè)計(jì)制造的不同標(biāo)準(zhǔn)，以及一些實(shí)驗(yàn)的要求。現(xiàn)在，我們就把國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)和我們中國(guó)特高壓的機(jī)械性能、電氣性能的要求來(lái)進(jìn)行一個(gè)對(duì)比。我們可以看到，中國(guó)采用特高壓的一個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)力應(yīng)變性能要求電纜百分之70%RTS才允許光纖0.25%應(yīng)變，附加衰減小于0.05，過(guò)滑輪70次附加衰減小于0.08db/km，要求每公里衰減不得大于0.08DB。包括它的一些震動(dòng)、舞動(dòng)、蠕變，它都給出一個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)，甚至提出更高的要求，包括環(huán)境、電氣性能都采用了較高的標(biāo)準(zhǔn)，這樣就保證了一個(gè)中國(guó)特高壓能夠適應(yīng)跟復(fù)雜的氣象條件。
接下來(lái)，講一下OPGW超長(zhǎng)站距、超高溫、超高海拔的一個(gè)具體項(xiàng)目——青藏項(xiàng)目。青藏項(xiàng)目使用了我們的OPGW光纜。青藏格爾木—拉薩這個(gè)項(xiàng)目，被譽(yù)為中國(guó)的電力“天路”，它所使用的線路的溫度達(dá)到了-55-60℃，這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們一些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的。那么主要的技術(shù)特點(diǎn)剛才也說(shuō)到了，在中國(guó)國(guó)內(nèi)第一次，甚至在世界上也是第一次，提出了這樣-55℃的低溫要求。
那么，我們對(duì)比一下國(guó)內(nèi)和國(guó)際的標(biāo)準(zhǔn)，極限最低溫度都是在-40℃左右。那么，同時(shí)也提出了，在這樣的一個(gè)低溫的情況下，附加的損耗小于0.01這個(gè)要求，比標(biāo)準(zhǔn)提高了10倍，那么這是一個(gè)非常高、非常難的技術(shù)要求。對(duì)于這個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我們也做了幾點(diǎn)分析。首先，這個(gè)項(xiàng)目的光纖芯數(shù)比較多，而且站距比較長(zhǎng)，它所使用了一個(gè)超低損耗的光纖。我們認(rèn)為，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，這兩種光纖必須要分置在不同鋼管內(nèi)，避免不同光纖的混合，使整個(gè)線路光纖傳輸更加穩(wěn)定可靠。
同時(shí)，雖然這個(gè)項(xiàng)目不經(jīng)過(guò)雷暴區(qū)，但是我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)候，要盡量考慮雷暴這個(gè)因素。我們?cè)O(shè)計(jì)的時(shí)候，光纜外層直徑達(dá)到3.2mm，那么要達(dá)到這些技術(shù)，就要求我們通過(guò)優(yōu)選光纖，配合不同光纖的余長(zhǎng)等工藝條件，來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，找到不同的因素對(duì)于OPGW低溫環(huán)境的影響規(guī)律，使得我們鋼管的余長(zhǎng)不會(huì)過(guò)分的長(zhǎng)，也不會(huì)過(guò)分的短，既能滿足我們這個(gè)抗壓情況下的機(jī)械要求，也不會(huì)因?yàn)橛嚅L(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，影響我們這個(gè)線路的低溫附加損耗。
接下來(lái)，再講一下在其它特殊區(qū)域使用OPGW的情況。首先，講一下我們公司開發(fā)的壓縮型耐雷光纜的性能。這個(gè)光纜的結(jié)構(gòu)，主要是對(duì)光纜“內(nèi)層鋁包鋼絲”進(jìn)行了一個(gè)壓縮，壓成一個(gè)扇形，這樣使得一個(gè)光纜截面的減小，盡量增大了一個(gè)光纜外層單絲直徑。實(shí)際上，提高了光纜的耐雷性能，同時(shí)整個(gè)結(jié)構(gòu)拉重比例合適，這種結(jié)構(gòu)非常適合特高壓線路及高雷暴區(qū)域的這樣一個(gè)線路的改造。
另外，再講一下覆冰對(duì)
OPGW光纜的不利影響。剛才黃總也說(shuō)到了，整個(gè)OPGW光纜的困難點(diǎn)在于，覆冰對(duì)OPGW光纜的不利影響非常嚴(yán)重。在2008年，南方出現(xiàn)幾十年一遇的冰災(zāi)，很多斷線倒塔。國(guó)內(nèi)外同行也對(duì)OPGW光纜的融冰技術(shù)進(jìn)行了一些研究，實(shí)際上可融冰OPGW這個(gè)思路，是把通流導(dǎo)體嵌入到常規(guī)OPGW的導(dǎo)體中，在融冰操作的時(shí)候，我們把融冰電流輸入到OPGW通流導(dǎo)體內(nèi)，通流導(dǎo)體也可以是銅，也可以是鋁，使得這個(gè)通流導(dǎo)體產(chǎn)生分熱來(lái)達(dá)到融冰的效果。
這里就涉及到了兩種可融冰OPGW的結(jié)構(gòu)。在里面，大家要注意的是，因?yàn)樵械匿X包鋼線材替換成了絕緣導(dǎo)線，實(shí)際上對(duì)于OPGW的強(qiáng)度，包括容量，都會(huì)有所損失，那么為確保達(dá)到普通的OPGW的強(qiáng)度，光纜的外徑必須有所增大，這是我們要注意的地方。
另外，融冰絕緣導(dǎo)線的性能，和融冰的電壓和電流有關(guān)，截面積和融冰的距離有關(guān)。如果我們需要融冰的距離比較長(zhǎng)，那么我們可以替換一下比絕緣導(dǎo)線更多一些。這個(gè)可融冰OPGW有什么好處呢，它和整個(gè)電路的接通方式有關(guān)系，而不需要整個(gè)線路的全絕緣。
那么，最后結(jié)束語(yǔ)就說(shuō)一下整個(gè)智能電網(wǎng)。目前中國(guó)正在積極建設(shè)智能電網(wǎng)，這樣的一個(gè)智能電網(wǎng)的是基于光纖的平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，更需要開發(fā)采用更適合的特種技術(shù)光纜的產(chǎn)品，我們也認(rèn)為整個(gè)電力特種光纜會(huì)得到一個(gè)更好的運(yùn)用和發(fā)展。
